物理论文：学习力学的一些想法与体会

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1、学习力学的一些想法与体会pb04203006甄鹤鸣我曾经也是一个很乖的学生，只是这个乖有一点肓从的味道…我是无比相信课本和老师的。所以在我的小学，中学时代，我虽然时常对所学过的物理内容作一•些思考，但从没有跳出过所谓经典的椎框，并且每每因得岀与课本或老师相同的结果而兴奋不已，当自己的思考与“标准答案”有出入时，我往往是无比懊丧的把自己“错谋”的萌芽枪毙。出入科大，给我冲击最大的就是大学的自由的学术氛围，尤其是接触了杨维级老师的力学课Z后，这种冲击愈发强烈的震撼着我，所以这篇论文并没有什么特别具体，实质的物理内容，但却是我上这门课产生

2、的一些一些实实在在的思想和感受，冇关物理，哲学，还冇一点点宗教，以及我本人的一些疑问与困惑。一、怀疑与否定在最初的某次课上，我第一次接触到了杨老师为我们灌输的敢于怀疑的思想…很多“显然”实际上并不那么显然。第一个被怀疑的目标是我从未怀疑过的…质点。为什么可以把一个物体简化成质点来处理？显然吗？当我对这个问题仔细的思考示，发现原先的显然根木站不住脚，当显然这个挡箭牌突然被撤走后，我发现自己竟找不出什么冇说服力的理由来应对这样的问题。这道脆弱防线的崩塌促使我产生了许多新的疑问…物体的构造是千差万别的，内部有各种各样的物质排布，各种各样的

3、作用力，各种各样的微观物质的运动，如此复杂的的情况何以用简简单单的“质点”二字就可以准确概括，阳且竟然能得到与事实如此吻合的物理学定律呢？而质点指的是具有质量的点。那么所谓“质量”又怎么能用一个标量来表示内部如此复杂的物体的惯性呢？这其屮的一些疑问在杨老师说出质点理论的理由Z后渐渐清晰了…质心运动定理保证了它的正确性。由此我对质心运动定理又多了一层认识：它是连接宏观与微观的一座桥梁。然而另外的一些问题却依然没冇得到令我满意的解答，我想我还将继续我的思考。在讲到运动的独立性吋，怀疑乂一次出现了，这一次我有了进步，不是在老师的指引下开始

4、的怀疑，而是开始怀疑老师的说法。所谓运动的独立性到底是什么意思？它是从哪一个角度讨论运动的呢?按照老师的说法，运动的独立性成立是有条件的，只有当物体在一个方向上的运动的速度与加速度与其它方向的运动无关时才成立，并举出反例…带电粒子在磁场屮的运动以及地球绕太阳的运动。然而我在看书和翻阅具他资料时却得到另一个印象…运动的独立性是在各种情况下都成立的，因为只要参考系选定，我们对于任何一个运动总可以写出位移的三个分虽分别关于时间的函数，将它们不断作微商就可以得出速度与加速度关于时间的表达式。由于最初任意一个方向的函数都不含存其他方向的坐标，

5、速度与加速度的表达式自然也不会和其他的方向有关，那么运动的独立性不就自然成立了吗？为此我与老师讨论了两次，上网查阅资料数次并几在论坛上请教了师兄师姐们，得到的答案五花八门，虽然没有最终得到一个肯定的答案，但我却在这摸索的过程屮逐渐理清了思路，我的结论是：简单的说，从运动学的角度考虑，运动的独立性一定成立，而从动力学的角度考虑则它的成立是有条件的，但从运动学角度考虑时必须认为运动已经结束，即上述的函数已经存在，而从动力学角度考虑则不需要这个条件，更符合物理学的预测功能，因此我放弃了丽者而选择了后者，这次的经历使我对怀疑与否定的兴趣H益

6、浓厚起來。第三次大的疑问产生在学完刚体Z后，进动M章动引起了我的思考，在花费了一些力气Z后，我明白了课木上利川角动量理论给出的解释，但我并不满意，也许是受到中学物理的影响，我是一个牛顿力学的忠实拥护者，喜欢用牛顿力学來解释问题，对角动量的那一•套并不怎么感冒，尤其实在课本上以牛顿力学为基础推出了角动量守衡后，我更加坚信凡用角动量能解释的问题一定能用牛顿力学来解釋，然而在我试图用牛顿力学来解禅进动时却遇到了前所未有的困难。转动的起因是什么？难道真的就不能用牛顿力学给出简单的解禅？这个问题在我脑中萦绕了很久，上网，问助教都没有解决。然而

7、一次偶然的机会我翻阅大二师兄们的论文时找到了答案,—•位师兄在他的论文里利用转动处标系下的科里奥利力给出了貝-有说服力的解释。在位他击掌叫好的同时，另一个想法乂出现了…二、破旧立新问题虽然得到了解答，但却是在转动参考系中了科里奧利力，牛顿力学第一次在我的心屮轻轻颤动了一下，似乎它也是有弱点的，并非我想象屮的那么完美，于是我不禁想，也许我该试着跳出牛顿的框框了，物理世界应该有着更高的准则。着-•想法在学习了相对论后变得愈发的强烈。我开始寻找新的标准，高中竞赛的内容给了我启示，我突然想起了一段在高屮时期曾给了我很大震动的话：时间平移对称

8、性对应于能量守衡；空间平移对称性对应于动量守衡；空间旋转对称性对丿0于角动量导衡；电荷规范对称性对应于电荷守衡；就这样，我想到了新的准则…对称与守衡。新的准则带来了崭新的观点：纯粹的经典时空具有时空各点同性及空间各向同性。如空间中存在